APS 2018-2x MECANISMO DE THEO JANSEN

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UNIVERSIDADE PAULISTA - UNIP
 
 
MECANISMO DE THEO JANSEN
CAMPINAS 
2018
RESUMO
LEMOS, Erick; SEVERO, Gabriel; SILVA, Jeferson; SANTOS, Luís; SANTOS, Marcus; SOUZA, Murilo; BOER, Ricardo; BARROS, Vitor.
Foi proposto a realização de um protótipo de um mecanismo de “Theo Jansen”, devendo o protótipo estar acompanhado de um estudo teórico do mecanismo construído, mostrando quais conjuntos de elementos rígidos ou móveis, unidos entre si, mediante diferentes tipos de junções, chamados pares cinemáticos, que promovam a transmissão ou transformação de movimentos e forças. Mediante a isso, nosso grupo elaborou um protótipo de Theo Jansen com os cálculos de centro de gravidade, momento de inércia e velocidade angular. 
Palavras Chave: Theo Jansen, Protótipo Eólico, Pesquisa e Engenharia.
1. INTRODUÇÃO
Theo Jansen nasceu em Haia em 17 de março de 1948, é um artista e escultor cinético neerlandês. A sua obra é especialmente conhecida pelos trabalhos de grandes dimensões que se assemelham a esqueletos de animais e que são capazes de caminhar utilizando a energia do vento. As suas obras são uma mistura de arte e engenharia; em um comercial de televisão da BMW, Theo Jansen afirma que "as fronteiras entre arte e engenharia existem apenas em sua mente". Diversos vídeos mostrando os seus trabalhos podem ser encontrados no Youtube. Jansen dedica-se a criar vida artificial através de algoritmos genéticos, que simulam a evolução dentro de seu código. Algoritmos genéticos podem ser modificados para resolverem uma variedade de problemas. Suas criações possuem cérebros primitivos, baseados em contagem binária,que são utilizados para localizar sua posição na praia. Seus "animais" necessitam localizar-se para ficarem longe de seus principais perigos: o oceano, o fim da praia e principalmente muitas tempestades. Há cerca de 10 anos, Theo cria um novo tipo de natureza. Nem pólen nem semente, mas tubos amarelos são utilizados como material básico dessa nova natureza. Ele constrói esqueletos capazes de caminhar com a ajuda do vento.Ele sonha, em um futuro próximo , soltar suas criações na praia para que possam viver suas próprias vidas.
1.1 Objetivo
A prototipagem do mecanismo de Theo Jansen tem por objetivo compreender de forma experimental a forma como o mecanismo funciona com suas varias formas geométicas e sua movimentação atraves de energia eólica para acionamento de seu eixo.
2. DESENVOLVIMENTO
2.1 Estrutura
O primeiro passo na confecção da estrutura foi definir o material a ser utilizado. O grupo se reuniu para tomar a definição de qual material utilizaríamos e foram sugeridas pelo grupo alguns materiais, dentre estes foram o policarbonato, o acrílico, o PVC e o papel paraná. Dentre as opções devido ao peso, a facilidade para trabalhar com o material e preço foi definido a que o material a ser utilizado seria o papel paraná. A estrutura do mecanismo é trata-se de uma estrutura toda articulada que necessitava que seus braços fossem movimentados para possibilitar o deslocamento do protótipo. Para a junção das articulações foi utilizado parafuso M4x1 com porca e arruela, com aperto manuela sem ferramenta, pois não podíamos dar um torque elevado nas junções para que as articulações não ficassem travadas. Confeccionamos 4 pernas para o mecanismo.Figura SEQ Figura \* ARABIC 1 - Pernas Confeccionadas em Papel Paraná
2.1.1 Dimensionamento da Estrutura
No dimensionamento da estrutura se baseamos na proporcionalidade apresentada por Theo Jansen para assim determinar o tamanha que deveríamos cortar as articulações do grupo.
Através das proporções dadas foi dimensionado o tamanho de nossas articulações da forma abaixo:
 
2.2 Eixo
O eixo a ser confeccionado necessitava ser do tipo excêntrico similar a um virabrequim para que as pernas consigam se movimentar alternadamente. Em primeiro momento foi utilizado fio de alumínio de 1,5mm de bitola confeccionado com conformação manual coma mão entortando o fio. Após a montagem do protótipo tivemos um adversidade, onde o eixo não suportou o peso das pernas e flexionou. Com isso foi necessário trocar o material e com isso utilizamos uma vareta de alumínio de aro de bicicleta de 2,5m de bitola, nesta vareta em questão foi modificado o método de fabricação e foi soldado o eixo.
Figura 2 - Eixo com fio de alumínio conformado manualmente.
Figura 3 - Eixo com vareta de alumínio de 2,5mm soldado.
2.3 Hélice
Fabricamos a hélice para rotacionar o eixo com latinhas de alumínio.
Figura 4 - Hélice de Alumínio.
2.4 Montagem e Teste
Após a fabricação dos itens que compõem o mecanismo, foi realizado a montagem dos carros. Para a montagem foi utilizado abraçadeiras de plástico para que pudessem ser posicionadas as pernas no eixo em posições que elas se movimentam de forma alternada assim possibilitando o deslocamento do protótipo.
Figura 5 - Montagem do Mecanismo.
3. CONCLUSÃO
O desenvolvimento do protótipo proporcionou ao grupo experiência com um novo processo de fabricação que é o de soldagem e contribuiu para a complementação da formação acadêmica da equipe. 
O protótipo apresentou dificuldades no momento de teste, o método utilizado por abraçadeiras não teve bom êxito pois nao travava as pernas na posição correta, o material paraná apesar de leve e de bom custo benefício se mostrou inviável para protótipo de porta médio pois com o peso resultou em pernas danificadas. 
Apesar das adversidades o objetivo de confeccionar um protótipo para que pudessem ser verificados o comportamento das figuras geométricas posicionadas de forma a articular as pernas foi atingido com êxito.
4. Bibliografia
GIL, A. C. Como elaborar projetos de pesquisa. 4. ed. São Paulo: Atlas, 2002.
MEU ARTIGO, Blog. 
https://meuartigo.brasilescola.uol.com.br/fisica/conducao-conveccao-irradiacao.htm
PELTIER, Blog
http://www.peltier.com.br/
	
Atividade Prática Supervisionada
Engenharia Mecânica – 06º semestre